EMF (elektromotorische kracht) is de spanning aan het uiteinde van een bron wanneer er geen stroom aanwezig is. Wanneer het circuit gesloten is en er een stroom vloeit, is er aan de uiteinden van de bron een spanning die kleiner is dan de EMF. Dit is het gevolg van de interne weerstand van de bron zelf die tot deze spanningsval leidt.
Elektrisch geladen lichamen kunnen worden verkregen door elektronen van de atomen te scheiden door een ander type energie te verbruiken, b.v. mechanisch, licht of chemisch. Een dergelijke scheiding bestaat in elektrische bronnen. Vanwege de energie-activiteit in de bron wordt een EMF gegenereerd, die verder een overschot aan negatieve lading (negatieve pool) en gebrek aan negatieve lading (positieve pool) induceert. In de elektrotechniek definieert het concept van EMF het werk dat nodig is om de ladingsdragers te scheiden in een bron van elektrische stroom, waarbij de kracht die inwerkt op de ladingen aan de uiteinden van de bron geen rechtstreeks gevolg is van het veld. EMF wordt gedefinieerd als de hoeveelheid uitgevoerd werk (A) in de energietransformatie en de hoeveelheid elektriciteit (Q) die door de generator E = A / Q gaat. De eenheid is hetzelfde als voor spanning (V-volt). Het apparaat dat het circuit van stroom voorziet en elektromotorische kracht produceert, wordt de bron van de elektromotorische kracht of kortere EMS (elektromotorische bron) genoemd.
Er is een verschil in de elektrische toestanden op de polen (terminals) van de bron. Er is een overschot aan elektronen op de negatieve pool en een tekort aan elektronen op de positieve pool. In een gesloten stroomcircuit bewegen elektronen van de negatieve helft naar de positieve helft door de geleiders en apparaten. Het verschil tussen elektrische potentialen wordt elektrische spanning [U] genoemd. De elektrische spanning is gelijk aan de hoeveelheid werk uitgevoerd door de elektrische kracht bij het verplaatsen van de lading van het ene punt van het veld naar het andere en die lading. De elektrische spanning wordt gemeten in Volt [V]. Het spanningsmeetinstrument wordt een voltmeter genoemd.
Elektromotorische kracht geeft de geproduceerde spanning binnen de elektrische bronnen aan. Spanning wordt gedefinieerd als het verschil in elektrische potentiaal tussen twee punten, en dit verschil op de polen van de elektrische bron wordt verkregen door elektronen uit één deel van de bron te verwijderen en over te brengen naar een andere.
De elektromotorische kracht van de bron is gelijk aan het werk dat een externe kracht moet doen om de laadeenheid van de ene pool van de bron naar de andere te verplaatsen, maar via de bron. De spanning in het buitenste deel van de schakeling is veel gelijk aan het werk dat door de elektrische kracht moet worden gedaan om de laadeenheid van de ene pool van de bron naar de andere te verplaatsen, maar door de draad.
De elektromotorische kracht wordt als volgt berekend: E = I * (R + r). Spanning wordt berekend V = I * R (I - stroomsterkte, R - belastingsweerstand, r - interne weerstand).
Spanning is een werking van de elektrische (Coulomb) kracht in laadbeweging en is het resultaat van energiereductie in de cirkel, terwijl de elektromotorische kracht wordt bepaald door een niet-elektrische kracht (niet-Coulomb) werking en is verantwoordelijk voor het verhogen van de energie in het circuit.
Een potentiaalverschil (spanning) kan worden gemeten tussen alle gegeven punten in het circuit, terwijl de elektromotorische kracht alleen bestaat tussen de twee uiteinden van een bron. Ook wordt de elektromotorische kracht gemeten met een EMF-meter, terwijl de spanning met een voltmeter.
De elektromotorische kracht is altijd groter dan de spanning. De reden hierachter is dat de spanning in een geladen circuit aanwezig is, en vanwege de weerstand (energieverlies) treedt een spanningsdaling op. De grootte van EMF is altijd constant, terwijl de intensiteit van de spanningen verschilt.
EMF kan worden veroorzaakt in een elektrisch, zwaartekracht- of magnetisch veld, terwijl de spanning alleen in een elektrisch veld wordt veroorzaakt.